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[参考译文] LM5023:PFC 之后或 PFC 之前的输入电压

Guru**** 1620465 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5023, PMP8740, LM5023-2NBEVM
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1013995/lm5023-input-voltage-after-pfc-or-before-pfc

器件型号:LM5023
主题中讨论的其他器件: PMP8740

您好!

 我正在使用 LM5023设计60W 辅助电源。 请告诉您、 对于输入电压、更好的方法是什么。 最好是从400V 稳压直流电压(PFC 级的输出)或整流器之后馈入输入(类似于 PMP8740)。

实际上、我已经研究 了 LM5023-2NBEVM、在我看来、LM5023-2NBEVM  在较低的输入电压下具有更好的性能。 对于400V 直流输入、QR 反激式转换器应使用额定电压更高的开关、漏极电压具有更大的振荡。   只是想与您确认这个问题。

谢谢、

梅赫迪

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    您好!

    为了简化设计、我将设计辅助电源、使其从 PFC 级的输出运行。  PFC 输出端通常有大量大容量电容、通常只需设计3:1的输入范围。

    在没有 PFC 的纯离线设计中、桥式整流器的输出端通常有一个大容量电容器。  在这种情况下、偏置电源设计为在桥式整流器之后的大容量电容器上运行。

    此致、

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    尊敬的 Mike:

    非常感谢您的回复。  

    我 从  PFC 级的输出连接了辅助电源的输入电压。 我所面临的问题是、在负载条件降低(34W)且输入电 压 Vin 大于250Vdc 的情况下、开关频率达到130kHz 的上限、 并且我听到来自电路的噪声(带定制设计变压器的 LM5023-2NBEVM)  MOSFET VDS 的以下波形。 输出电压和偏置电压是稳定的。

    图 使用   LM5023-2NBEVM 中的定制设计变压器时的 MOSFET VDS 电压@ 250Vdc  

    使用  LM5023-2NBEVM 的原始变压器时、MOSFET 的 VDS 电压为:

     使用    LM5023-2NBEVM 中的原始变压器 时的 MOSFET VDS 电压@ 300Vdc  

    我的问题是如何设计电路、使其在宽输入电压范围(150Vdc 至400Vdc)下工作、并 在400Vdc 时具有最佳性能。 当我减小负载或增加输入电压时、开关频率会增加、当达到上限130kHz 时、我会面临问题。 我已经尝试提高变压器的磁化电感、这有助于提高一点、但 LM5023仍然存在这个问题。

    感谢您的参与和帮助。   

    此致、

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    您好!

    因此、您已经使用定制变压器修改了 LM5023 EVM、并且遇到了可闻噪声。  

    通常、当您设计 QR 变压器时、您将根据最大负载下的标称开关频率选择初级磁化电感 、这可以从数据表中的等式18得出。  LP = 2*Pout/(Eff*FREQ*IPK^2)

    根据数据表上的曲线、我建议您在选择最大频率时选择75kHz。  当负载降低时、频率将增加到130kHz、最终达到最高突发频率。  以这种方式选择 LP 将使设计不受可闻范围的影响、除非转换器达到最轻的负载。

    需要 选择变压器匝数以实现最小输入电压和伏秒平衡。  以下公式可 用于 Vout*(1-D)/(Vin_min*D)= NS/NP。  通常、D 设置为0.5至0.55。  我还建议您设计一个小于3:1的输入范围。

    在构建变压器时、您还可以执行一些操作来减少可闻噪声。  

    1.在各层之间使用胶带抑制噪音。

    2.清漆磁性

    3.以防你的灌封材料磁性

    此致、

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    尊敬的 Mike:

    非常感谢 您的回答。 噪声消失了、但在 Vin=400Vdc 时、我仍然无法调整电路。  

    在 Vin=400Vdc 时、我无法实现完美的谷底开关。 是因为 输入范围(150V-400V)接近2.7?

    通过 从 Vbus=400V 馈入输入电压、电路的效率也会下降。 这就是我认为从整流 交流输入电压馈入输入可能更好的原因(类似于 PMP8740)。 如果我错了、请纠正我的问题。

     -对于400V 直流输入、QR 反激式转换器应使用额定电压更高的开关(800V)、漏极电压具有更大的振荡、效率更低。

    -使用整流交流电压的输入时 、应使用大电容、但效率更高、650V 开关可能需要美元。  

    这些是 Vin=400Vdc 时的结果

    VIN= 400VDC、30W

     

    VIN= 400VDC、46W

      

     

     

    VIN=400V、60W

    谢谢你。

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    您好!

    这些波形看起来像是 DCM 反激式。  波形仍然是谷底开关、只是在第一个谷底没有打开。

    在此情况下、您能否研究 COMP、QR、CS 和 QD、从而帮助您了解它为什么不打开第一个谷底。

    当 QR 降至0.35V (VDEM = 0.35V)以下时、输出应开启。  此外、填充此填充将帮助您确定栅极不导通的原因。

    如果 QR 引脚被过度滤波、则可能导致此行为。  检查滤波器极点是否应至少设置为开关频率的10倍。  fp = 1/(2*3.14R*C) 参见图14。 以进行元件放置。  C = C11且 R = R10*R13/(R10+R13)。  在大多数 QR 应用中、C11通常小于220pF。

    您可能还需要检查变压器设计、并确保 NP/NS 和初级磁化电感(LP)的设计频率正确。  当我查看数据表 时、似乎应该已选择 LLP 来实现最大输出功率和70kHz 至75kHz 的开关频率。   有关频率调制曲线、请参阅等式21..23和图13。

    我在数据表中没有看到变压器匝数比计算。  在大多数设计中,Vout/Vin =(D/(1-D))*(NS/NP),您将 D 设置为最大50%。

    此致、